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垄畦覆膜种行覆土党参种苗移栽机的设计与试验

2020-07-28王军增王虎存刘小龙

干旱地区农业研究 2020年3期
关键词:开沟党参覆土

王军增,孙 伟,王虎存,张 华,刘小龙

(甘肃农业大学机电工程学院,甘肃 兰州 730070)

党参作为我国大宗中药材之一,具有补中益气、健脾益肺之功效,素有“小人参”之美誉。根据党参对生态环境的要求,其适宜产区在北纬33°30′~36°05′。栽培地气候要求:年平均气温5℃~8℃,5 cm处地温为33℃,15 cm处28℃;无霜期120~165 d,年平均日照时数1 800 h以上,年平均降水量430~600 mm,年平均相对湿度50%~80%[1]。随着野生党参的锐减及市场对党参需求量的日益增加,人工种植党参已成为解决党参资源供求矛盾的有效途径。目前,党参全国种植面积5.4万hm2,其中甘肃种植面积5万hm2,甘肃党参的产量和市场占有率均占全国的90%以上[2]。

西北旱区农技工作者把行之有效的传统抗旱措施和现代科学技术结合起来,创造了垄畦覆膜、种行覆土党参种苗移栽技术,该模式保证了顺利出苗和防止烧苗现象的发生,起到提前出苗时间、抗旱保墒的作用,同时便于机械收挖[3]。目前,由于无配套移栽机具,该模式党参移栽主要靠人工完成,普遍存在党参苗移栽质量不稳定、人工作业强度大、作业效率低等诸多问题,严重制约了党参生产的发展[4-8]。

国外移栽机的研究起步较早,目前移栽技术己趋于成熟,工作稳定性及可靠性较高[9]。如意大利Hortus公司研制的吊杯式膜上移栽机[10]、美国Kernico农机生产公司研制的膜上打穴半自动移栽机[11]、日本井关研制的PVPHR2型膜上移栽机[12]、洋马农机(中国)有限公司研制生产的洋马PN1(1W)型蔬菜移栽机[13]等。上述机型主要用于蔬菜、烟草、水稻等作物的钵苗垂直移栽,不能满足党参苗栽植的农艺要求。近年来,国内的相关学者及农机企业对中药材移栽机进行了大量的研究和推广,典型研究有:中国农业大学王徐建等[14]研制的甘草倾斜移栽开沟器、东北农业大学徐高伟等[15]研制的丹参膜上倾斜移栽机构。经市场调研,甘肃省内有定西市三牛农机制造有限公司生产的2BY-6型中药材根茎播种机、临洮县宏丰机械制造有限公司生产的2Z-6/2Z-8/2Z-8型中药材秧苗栽植机、甘肃省昱昇农机有限公司生产的2CY-4/2CY-5/2CY-9型根茎作物播种机等,目前,现有的移栽机无覆膜机构或覆膜后无法进行对行覆土,需要人工放苗,种植成本相对较高。

本研究针对西北旱区垄畦覆膜、种行覆土党参种苗移栽农艺要求,设计了一种具有开沟、播苗、起垄、整形、覆膜、对行覆土等功能的党参种苗移栽机,并进行了田间试验。

1 党参栽培的农艺要求

图1为垄畦覆膜种行覆土党参栽培模式示意图,垄畦宽度为1 200 mm,垄畦高为60~100 mm,行距为170 mm,种行覆土厚度为20~30 mm。为节省放苗成本,移栽时选用宽度为1 400 mm、厚度为0.01 mm的黑色打孔地膜(孔径为30 mm,两孔中心距为100 mm)覆盖垄台。为了更好地提高地温,保持土壤水分,采用种行覆土的方式封堵膜孔。党参移栽时所选参苗长度约为150~200 mm,种苗适宜密度约为25 000株·666.7m-2[16-17]。

垄畦覆膜种行覆土党参栽培模式下移栽党参苗会顺沟平铺至“V”型沟底,移栽过程中需特别注意播深的调节,播深应以50 mm为最佳,播深过大会严重影响党参出苗率。

2 党参种苗移栽机的整机结构及工作原理

2.1 整机结构及主要技术参数

图2为整机结构简图,主要由机架、松土铲、开沟器、限深轮、整形镇压装置、覆膜装置、膜上覆土装置、座椅等部件组成,机架采用方管焊接而成,其余部件大多采用板件组合设计而成,结构简单,装配方便。各机构协同工作,保证了整机功能的实现。

参考西北旱区党参种植模式与配套农艺要求,作业机主要技术参数如表1所示。

1.参苗;2. 黑膜;3. 种行覆土 1.Codonopsis pilosula seedling; 2. Black plastic film; 3. Covering soil on seedling row图1 垄畦覆膜种行覆土党参栽培模式Fig.1 Cultivation model of codonopsis pilosula with film mulching ridge and covering soil on seedling row

1.机架;2. 松土铲;3. 开沟器;4. 限深轮;5. 整形镇压装置; 6. 覆膜装置;7. 膜上覆土装置;8. 投放口;9. 座椅;10. 苗箱安放架 1. Frame; 2.Soil loosening shovel; 3. Opener; 4. Depth-limit wheel; 5. Shaping and compaction device; 6. Film mulching device; 7. Soil covering on film device; 8. Seedling outlet; 9. Seat; 10. Seedling box rack图2 整机结构简图Fig.2 Structure diagram of whole machine

表1 主要技术参数

2.2 工作原理

工作时,党参移栽机通过悬挂机构与拖拉机三点悬挂架连接,在拖拉机牵引下移栽机开沟器划开土壤形成种床,侧翼保证回土在种苗落入种床后回填种沟。栽植人员分别向投放口投苗,由于投放口及开沟器翼板形成的狭长缝隙,在前进方向上参苗被平铺于种床。在保证药材品质和产量前提下,参苗水平移栽可限制其生长深度,便于挖掘作业[1]。投苗完成后,整形镇压装置进一步修整垄形,覆膜装置将膜铺放到已成形的种床上面,完成地膜覆盖。同时,膜上覆土装置工作,覆土圆盘起土,将一部分土壤覆盖膜边固定地膜,另一部分土壤被输送至覆土滚筒,经覆土滚筒内螺旋导土板导向从出土槽排出,由于每个出土槽正对一个开沟器,确保了种行覆土。为消除拖拉机轮胎对土壤的压实,两侧设计了松土铲,深度可根据压实情况调节。此外,参苗的栽植深度可通过限深轮和拖拉机中央拉杆共同调节。

3 主要工作部件设计及其参数确定

3.1 尖角长翼型开沟器

开沟器(如图3所示)是移栽机的核心部件,直接影响到整机的工作性能,本机选用了尖角长翼型开沟器,其主要由铧尖、土壤分流板、翼板等组成。其中,土壤分流板、翼板作为一个整体折弯而成,铧尖经特殊处理后焊接于其上。

开沟器的设计重点是要保证播深稳定且可调,同时兼顾开沟阻力、回土效果、开沟器的入土和切土性能等因素。该开沟器选取3 mm厚的65Mn钢板制作,并对入土部位进行局部热处理、氧化处理以提高其耐磨性和抗腐蚀性。计算后得尖角长翼型开沟器的主要技术参数如表2所示。

表2 尖角长翼型开沟器的主要技术参数

3.1.1 开沟器翼板 开沟器工作时,开沟器翼板的长度发挥着重要作用。设计时若开沟器翼板过长则会增加开沟器阻力,同时增加制造成本,如果翼板长度不足,回土会影响种植深度和覆土质量。因此,要确定合适的翼板长度,设计时将种苗的投放初速度视为0 m·s-1,根据运动学公式可得:

(1)

式中,H为投种高度,测量取0.8 m;g为重力加速度,取9.8 m·s-2;t为时间(s);S为开沟器水平位移(m);v为水平前进速度,取0.5 m·s-1。

由式(2)计算可得S=0.2 m,即种苗落至沟底时开沟器前进距离为0.2 m。

为保证种苗覆土质量,设计开沟器时有:种苗长度+开沟器前进距离

1.铧尖;2. 土壤分流板;3. 翼板 1.Ploughshare point; 2. Soil shunt plate; 3. Opener wing plate图3 开沟器结构简图Fig.3 Structural diagram of opener device

本机设计时取L=0.5 m,种苗长度取最大值0.2 m,工作时栽植人员遵从移栽要求,从投放最前端位置零速投苗,则有0.2 m+0.2 m<0.5 m;考虑到实际栽植时,栽植人员投放种苗会施加初速度,这样种苗落至沟底时开沟器前进距离将小于0.2 m。故设计时取L=0.5 m,满足实际栽植需求。此时,开沟器翼板的长度为460 mm。

图4 土壤颗粒在土壤分流板及翼板上的运动简图Fig.4 The movement diagram of soil particles on the soil diversion plate and wing plate

(2)

式中,M为土壤颗粒质量(kg);g为重力加速度,取9.8 m·s-2;α′为土壤的自然休止角,取35°;φ′为土壤摩擦角,取24°。

土壤颗粒位于分流板位置时在接触面上的速度vx与位移x为:

(3)

式中,t1为时间(s),δ为开沟器分流板夹角(°)。

当土壤颗粒运动到边缘后,会沿着开沟器翼板进行运动,受到翼板对颗粒的摩擦力F1,还有边缘土层对接触面颗粒的作用力F2及压力N0,如图4所示,则在翼板位置土壤颗粒的运动微分方程为:

(4)

式中,φ1为土壤颗粒间摩擦角,取25°。

将上一过程的最终状态作为此过程的初始状态,求得土壤脱离开沟器侧板的瞬间速度。

(5)

式中,L为开沟器总长度,取0.5 m。

可以看出影响土壤颗粒速度的因素包括:开沟器分流板夹角δ1和开沟器总长度L。土壤颗粒回落过程主要包括土层边缘的土粒下落和自然休止角范围内土粒下落。这两种土粒落入垄沟时间对党参苗覆盖有很大影响,文献[18]表明,边缘土粒接触沟底的时间要小于休止角范围内的土粒落入沟底的时间。如图5所示,自然休止角范围内的所有土粒下落,沿着土壤自然休止角α′的斜面运动。

(6)

式中,t2为时间(s)。

图5 土壤颗粒沿坡面运动简图Fig.5 Diagram of soil particle movement along slope

3.1.3 仿真分析 根据式(1)~(6)所确定的各项参数,综合考虑土壤物理特性及流动性对开沟器设计的影响,利用EDEM模拟开沟器在土壤中的作业过程,预测农具作业过程中可能存在的问题,优化设计、节省成本。本文土壤颗粒的基本结构选取球形块状颗粒,由EDEM软件自带的球形颗粒单元进行土壤模型建立。为保证仿真与实际土壤的一致性,设置EDEM球形填充单元的半径5 mm,覆膜土壤颗粒及几何体的离散元模拟参数设置如表3所示[19-20]。

采用EDEM 2018软件进行开沟器开沟过程模拟(图6),仿真过程中建立颗粒工厂先让颗粒充满土槽,然后设置虚拟党参苗以初速度0 m·s-1、加速度9.8 m·s-2的竖直下落,虚拟开沟器以0.5 m·s-1的速度匀速直线运动,此仿真选用Hertz-Mindlin(no slip)接触模型,仿真总时间设置为8 s,目标保存间隔为0.01 s。待仿真结束后,通过观察仿真结果确定开沟器翼板长度等核心参数均满足种苗覆土需求,无亮苗现象。

图6 仿真试验Fig.6 Simulation test

3.1.4 开沟器强度 开沟器阻力是开沟器设计中的重要因子,其主要受开沟器类型、结构参数、开沟深度等因素影响。考虑到党参种植农艺要求,栽植前已用耕整机械整地。由犁耕牵引阻力的简易经验公式(7)确定本机牵引阻力为[21]:

表3 覆膜土壤颗粒及几何体的离散元模拟参数

P=kab

(7)

式中,P为牵引阻力(N);k为犁耕比阻,取5 N·cm-2;a为沟深,取均值6 cm;b为沟宽,取6 cm。由式(7)计算可得,牵引阻力P约为180 N;选用3 mm厚的65Mn钢完全满足强度要求。

3.2 整形镇压装置

铺膜种植要求地膜与垄面紧密贴合,如果垄面不平整或者垄面上存在较大土块都会影响覆膜效果。为保证垄型和垄面平整、压实覆土提高党参种苗出苗率,设计了整形镇压装置。

考虑到党参移栽所需覆土量较大,要求覆土严实,并带有整形功能。而刮板式覆土器具有覆土能力强、结构简单、刮板角度可调等优点,所以本机选用了刮板式覆土器。作业时,通过覆土板挤压使土块破碎,在压紧弹簧预紧力作用下镇压土壤形成垄形。图7为整形镇压装置结构简图,该装置主要由覆土板、压紧弹簧、导向杆、拉杆、垫片等部件组成。

1.梯形块;2. 覆土板;3. 拉杆;4. 导向杆;5. 压紧弹簧;6. 垫片 1.Trapezoidal block; 2. Soil covering plate; 3. Pull rod; 4. Guide rod; 5. Tightening spring; 6. Gaskets图7 整形镇压装置结构简图Fig.7 Structural diagram of shaping and compaction device

机具前进时,覆土板贴合地面覆土,当遇到石子或较大的土块时,自带的压紧弹簧会预紧覆土板,自动进行仿形以减少机械损伤,从而保护整个装置。该覆土板采用5 mm厚的碳钢板,长1 225 mm、宽195 mm,通过将长边两侧各向内90°弯折15 mm提高强度,防止覆土板变形。覆土板上焊有上下底分别为50 mm、40 mm,两边长度为85 mm的等腰梯形块,梯形块起到压实种行土壤的作用。

3.3 覆膜装置

地膜覆盖技术是解决西北旱区作物长期缺水问题的关键性栽培技术。覆膜装置的设计必须考虑到构件、作业环境、机械性能等因素,依据国家标准设计制造。图8为覆膜装置结构简图,主要由挂膜杆悬挂架、挂膜杆、展膜辊悬挂架、展膜辊等部件组成。

装置中挂膜杆悬挂架、展膜辊悬挂架采用5 mm厚的钢板切割而成,挂膜杆、展膜辊分别采用壁厚2 mm、直径28 mm和壁厚2 mm、直径48 mm的无缝钢管制作。工作时将地膜筒安装在挂膜杆上,展膜辊将地膜展开铺于垄上完成覆膜作业。

3.4 膜上覆土装置

3.4.1 覆土圆盘及组件 参苗栽植前需用整地机械耕整土壤,因此,对取土装置入土能力要求不高。故本机选用普通圆盘取土。图9为覆土圆盘及组件结构简图,主要由圆盘挂接架、连接管、压紧弹簧及导向杆、角度调整板、覆土圆盘等部件组成。

所设计圆盘挂接架采用壁厚3 mm的40 mm×40 mm的方管焊制,圆柱螺旋弹簧选用65Mn碳素弹簧钢丝,弹簧钢丝直径2 mm,弹簧外径16 mm,自由状态下弹簧的总长为200 mm。工作时弹簧处于压缩状态。导向杆选用Φ13 mm的碳钢管,其上开有数个小孔用来调整弹簧压缩量,改变预紧力。适宜的弹簧压力保证了覆土圆盘的入土深度。影响覆土圆盘作业质量的参数主要有圆盘直径、圆盘偏角和圆盘倾角[22]。

1.挂膜杆悬挂架;2. 挂膜杆;3. 展膜辊悬挂架;4. 展膜辊 1. Suspension frame of hanging film poles; 2.Plastic film hanging poles; 3. Suspension frame of unfold film rollers; 4. Unfold film rollers图8 覆膜装置结构简图Fig.8 Structural diagram of film mulching device

圆盘直径D取决于最大耕深a,可根据经验公式(8)计算:

k=D/a

(8)

式中,D为圆盘直径(mm);k为经验值系数,取2.5;a为最大耕深,取150 mm。

由式(8)计算可得,D=375 mm,因此,选用覆土圆盘的直径为375 mm(实际装配时因产品规格限制,选用圆盘的直径为380 mm)。

为保证覆土圆盘的切土、碎土及翻土能力,必须使得覆土圆盘与前进方向存在偏角α。其值范围为α=40°~45°,并且随着α角的增大,圆盘切土、碎土及翻土能力都随之增加,但偏角α过大会增加圆盘侧向阻力,容易损坏整个机构。综合考虑,本机选用的圆盘偏角α为40°。

覆土圆盘起到向覆土滚筒内输送土壤的作用,须具有良好的翻垡能力。因此,覆土圆盘与铅垂面须存在倾角β。其值范围为β=15°~25°,经田间试验,本机设计时选择的圆盘倾角β=15°,圆盘在结构上选用具有多个安装孔的圆盘,图10为圆盘倾角、圆盘偏角示意图。

图10 圆盘倾角、偏角示意图Fig.10 Diagram of inclination and deflection of disc

为保证覆土圆盘顺利完成取土设计了角度调整板,如图11所示。角度调整板由5 mm厚的小块钢板与3 mm壁厚、内径为18 mm的小段圆管焊接而成。焊接时小块钢板与小段圆管留有40°斜角,钢板与圆管中心线偏转15°角,该设计保证了覆土圆盘的偏角与倾角。覆土圆盘安装时调整圆管上两螺栓,位置确定后紧固螺栓则覆土圆盘工作角度恒定。

1.圆盘挂接架;2. 连接管;3. 压紧弹簧及导向杆; 4. 角度调整板;5. 覆土圆盘 1. Hanging rack of disc; 2. Connecting pipes; 3.Tightening spring and guide rod; 4. Angle adjustment plate; 5.Soil covering disc图9 覆土圆盘及组件结构简图Fig.9 Structural diagram of soil covering discs and components

图11 角度调整板结构简图Fig.11 Structural diagram of angle adjusting plate

3.4.2 覆土滚筒及组件 图12为覆土滚筒及组件结构简图,主要由滚筒悬挂臂、入土轮齿、螺旋导土板、出土槽、支撑筋、轴承及圆筒壳体等部件组成。在滚筒的入口处设有均布的螺旋导土板,能够将取土圆盘送进的土壤输送到覆土位置,再通过出土槽漏出,完成种行覆土。

1.滚筒悬挂臂;2. 入土轮齿;3. 螺旋导土板; 4. 出土槽;5. 支撑筋;6. 轴承;7. 半轴;8. 辐条 1. Drum suspension arm; 2. Penetration gear teeth; 3. Spiral guide plate; 4. Export soil trough; 5. Support ribs; 6. Bearings; 7. Half axis; 8. Spokes图12 覆土滚筒及组件结构简图Fig.12 Structural diagram of covering soil drum and components

设计选用的滚筒直径为400 mm、长度为1420 mm,滚筒悬挂臂用壁厚3 mm的30 mm×30 mm的方管制作,为保证滚筒正常旋转,选用半轴与轴承配合使用,呈两侧对称分布。为保证整个装置的强度及圆度,装置两侧各设3根辐条,辐条采用Φ10的普通碳钢,两端分别焊接在半轴及圆筒壳体上。

螺旋导土板在整个装置中起到输送、导流土壤的作用,并与膜上覆土质量直接关联,其导流效果与螺旋导土板旋向及均布个数相关[23]。设计时依据土壤由外向内输送原理,选用常用组数4,材料选择2 mm厚的普通钢板。土壤由螺旋导土板两侧向中央输送,每经过一个出土槽口土量就发生递减。因此,为保证覆土均匀性及封堵膜孔所必需的土量,需设计适宜的出土槽宽度。经田间试验得出:出土槽宽度由外向内呈对称分布,依次设置为40 mm、45 mm、50 mm,其中,中央出土槽宽度设置为60 mm。

覆土滚筒滚动时,滚筒内土壤随滚筒内壁一起上升并在螺旋导土板的引导下由两侧向中央轴向移动,遇到出土槽即发生漏土,直至中央出土槽时全部漏完。本机对称均布4组螺旋导土板(取螺旋导土板最低点时角度为0°,则每组螺旋导土板运输土壤的角度范围为0~90°),选取土壤在螺旋面A点处于临界滑动状态(螺旋导土板处于90°位置),分析土壤沿螺旋导土板A点切面的螺旋线方向滑动的基本条件[25],根据图13建立方程(9):

图13 导土板上土壤的受力分析Fig.13 Force analysis of soil on the spiral batten

(9)

式中,F为土壤颗粒随滚筒转动时周围土壤对其挤压力与重力等沿圆周切向的合力(N);f为A点螺旋切线方向滑动时的摩擦阻力(N);N为挖掘铲对土壤的反作用力(N);θ为螺旋角(°);φ为土壤与螺旋导土板的摩擦角(°)。

为使土壤沿着螺旋导土板向下移动,并顺利完成种行覆土,则必须满足如下条件:

Fcosθ>f

(10)

综合(9)、(10)式可得:

(11)

为了保证土壤沿螺旋导土板轴向顺利滑动,螺旋导土板上任意一点的螺旋角θ必须满足(11)式,再综合考虑螺旋导土板表面粗糙度、土壤水分等因素[25],取φ=20°,故螺旋导土板上任意一点的螺旋角θ<70°。

设土壤沿螺旋导土板轴向运动时加速度为a,则土壤的运动方程为:

ma=Ncosθ-fsinθ

(12)

式中,m为土壤质量(kg)。

综合式(9)、(12)可得:

(13)

cos2θ-tanφsin2θ=0

(14)

将φ=20°代入式(10),解得最佳螺旋角θ1=35°,所以螺旋导土板的螺旋角设计值为35°。

3.4.3 运输调整装置 为适合西北地区小块地种植模式,设计了可翻转的膜上覆土装置,机具运输时采用简单销接的方式将膜上覆土装置垂直固定,此设计减小了机具长度,解决了运输及地头转弯问题。翻转后机架与滚筒的相对位置如图14所示。

如图14,滚筒悬挂臂与机架上设有两对配对的孔,覆土滚筒工作时机架与覆土滚筒销接于O位置,A1、A2随地势高低其相对位置不断发生变化。运输或掉头时OA1沿图14所示方向与OA2重合,机架与覆土滚筒销接于A1(A2)位置,此时,机具长度减小,方便运输及转弯。

图14 运输时机架与滚筒的相对位置Fig.14 Relative position of frame and drum in transportation

4 田间试验

4.1 试验条件

2019年3月末在甘肃省定西市陇西县福星镇庞家岔村进行了田间移栽试验。试验用地为水平梯田,地块已进行耕翻整地,地表平整,无大土块、秸秆、杂草等障碍物,地面坡度小于5°,用地土壤类型为黄绵土。种植面积约为0.6 hm2,土壤平均含水率为18%,容重为1.03~1.15 g·cm-3,土壤坚实度<280×103Pa,空气平均温度约为20℃。作业时选用的配套动力为东方红454拖拉机,发动机标定功率为(12 h)33.075 kW,田间作业情况如图15所示。

图15 田间试验Fig.15 Field experiment

4.2 试验方案与方法

试验完成后,依据标准JB/T 10291—2013《旱地栽植机械》和JB/T 7732—2006《铺膜播种机》对党参覆膜移栽机性能进行测定。主要试验指标为党参种苗埋苗率、露苗率、栽植合格率、栽植深度合格率、膜边覆土厚度合格率、膜边覆土宽度合格率。同时,检测松土铲、开沟器、限深轮、整形镇压装置、覆膜装置、膜上覆土装置等关键部件的工作可靠性。

在试验田随机选择长50 m的已种植区域进行检测,两端预备区域不小于10 m,拖拉机往返各设两段测定区域,每段测定区域重复10次试验并测得试验数据,求出10次重复试验测定结果的平均值。其中,埋苗率、露苗率、栽植合格率、栽植深度合格率的计算方法如式(15)~(20)[27]:

(15)

(16)

(17)

(18)

NH=N-(NM+NL)

(19)

(20)

对机具进行膜边覆土厚度合格率、膜边覆土宽度合格率试验,在已选定的50 m测区内往返的两个行程上交错选定4个小区内进行,每个小区长度为5 m,在每个小区内均匀布设11个点作为数据采集点。其中,膜边覆土厚度合格率、膜边覆土宽度合格率计算公式如下[28]:

(21)

式中,θ为膜边覆土厚度合格率或膜边覆土宽度合格率(%);g1为小区内测定的符合要求的合格点数量(膜边覆土厚度≥25 mm、膜边覆土宽度≥35 mm即为合格)(个);G为小区内测定膜边覆土厚度、膜边覆土宽度的总数量(个)。

4.3 试验结果与分析

利用上述测定计算方法,所得党参覆膜移栽机性能试验结果如表4所示。

由表4可知,本研究设计的垄畦覆膜种行覆土参苗移栽机通过田间试验测定所得的党参种苗埋苗率、露苗率、栽植合格率、栽植深度合格率,膜边覆土厚度合格率、膜边覆土宽度合格率等指标均满足国家及行业标准要求。经多次试验,样机各机构运行稳定,除部分机构通过试验做了微调外,其他无故障发生,可靠性较高。经试验,该机平均生产率约为0.14 hm2·h-1,可一次性完成开沟、播苗、起垄、整形、覆膜、覆土作业,大大节约了种植成本。

表4 田间试验结果

5 结 论

1)设计了垄畦覆膜种行覆土党参苗移栽机,通过理论分析及仿真模拟,确定了关键部件技术参数。尖角长翼型开沟器总长为500 mm、开沟器分流板夹角为60°、覆土圆盘直径为380 mm、圆盘偏角为40°、圆盘倾角为15°、覆土滚筒螺旋导土板的螺旋角为35°。

2)田间试验表明,垄畦覆膜种行覆土参苗移栽机埋苗率为4.1%、露苗率为2.6%、栽植合格率为92.0%、栽植深度合格率为87.5%、膜边覆土厚度合格率为95.9%、膜边覆土宽度合格率为96.3%、平均生产率约为0.14 hm2·h-1,田间性能试验指标均达到国家和行业标准要求。

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